image041

Как распределены химические элементы в земле и во всей окружающей нас природе? Вот вопрос, который был очень важен для человека с самых давних пор.
Он возникал стихийно, на каждом шагу, из потребностей повседневной жизни: первобытный человек нуждался в материале для орудий труда и охоты и стал изготовлять свои примитивные орудия из твердого кремня или такого же твердого, но более прочного нефрита.
И понятно, что поиски полезных ископаемых начались еще за много тысячелетий до нашего времени, когда первобытный человек стал обращать внимание на блестки золота в речных песках, на красоту или вес разных камней, привлекавших его внимание.
Так человек сначала узнал, а потом научился добывать и обрабатывать медь, олово, золото и, наконец, железо. Посте­пенно накапливались наблюдения и опыт. В древнем Египте уже были известны те районы, в которых надо искать медь и кобальтовые минералы для синей краски, а позднее и железо для бурой охры, глину для статуэток и бирюзу для священных жуков-скарабеев.
Мало-помалу начинали выясняться простые природные за­коны. Оказалось, что некоторые металлы встречаются часто друг с другом, как, например, олово, медь и цинк; и это натолк­нуло человека в свое время на открытие их сплава — бронзы. В других местах встречались вместе золото и драгоценные камни, в третьих — глина и полевые шпаты, из которых можно делать фарфор и фаянс.Так постепенно открывались основные законы геохимии. И средневековые алхимики, пытаясь в таинственной тиши своих лабораторий получить золото и философский камень, проделали огромную работу по накоплению природных фактов.
Алхимики уже хорошо знали, что некоторые металлы лю­бят друг друга и встречаются вместе; так, сверкающие кристал­лы свинцового блеска в жилах земли сопровождаются блестя­щей цинковой обманкой, серебро следует за золотом, а медь часто встречается вместе с мышьяком.
Когда в Европе развилось горное дело, геохимические за­кономерности стали более ясными и четкими. В глубоких руд­никах Саксонии, Швеции, в Карпатских горах зарождались основные начала новой науки — геохимии, выяснилось, ка­кие вещества встречаются в природе вместе, в каких усло­виях, каковы те законы, которые заставляют накапливаться те или иные элементы в одних местах земли и рассеиваться в других.
Ведь это были самые острые вопросы горного дела. Нужно было уметь находить места, где в большом количестве скопи­лись промышленно-важные металлы — железо, золото и т. п.
Сейчас мы знаем, что законы совместного нахождения эле­ментов и их поведения очень определенны и могут быть исполь­зованы для поисков полезных ископаемых.




Мы хорошо знаем даже в нашей повседневной жизни, что такие элементы природы, как азот, кислород и редкие, благо­родные газы, встречаются преимущественно в атмосфере. Мы знаем также, что в соляных озерах или в соляных копях нахо­дятся вместе соли хлора, брома и иода, соединенные с метал­лами — калием, натрием, магнием и кальцием.
В гранитах, этих светлых кристаллических породах, образо­вавшихся из остывших расплавленных маг, встречаются свои определенные химические элементы. С ними связаны драгоцен­ные камни, содержащие атомы бора, бериллия, лития и фтора. В них находятся также скопления важных и редких металлов; вольфрама, ниобия, тантала.
В противоположность гранитам, в тяжелых базальтовых породах, излившихся из земных глубин, встречаются вместе ми, нералы хрома, никеля, меди, железа, платины. В, сложно вет­вящихся системах рудных жил, расходящихся из мощных оча­гов расплавленной магмы, которая поднимается к земной поверхности, рудоискатель находит цинк и свинец, золото и се­ребро, мышьяк и ртуть.
И чем дальше развивается наша наука, тем резче и опре­деленнее вырисовываются законы, смысл которых долго оста­вался непонятным., А между тем посмотрим на Менделеевскую таблицу. Разве она не является для нас, искателей металлов и камней, таким же компасом, каким она служит для химиков!
Середину Менделеевской таблицы занимают девять метал­лов: железо, кобальт, никель и шесть металлов платиновой груп­пы. Мы знаем, что их месторождения — в далеких глубинах земных недр. Когда высоко вздымавшиеся горные хребты в те­чение миллионов лет размыты почти до равнины, как у нас на Урале,— только тогда эрозия обнажает эти глубинные зеле­ные породы, носители железа и платины. Вы видите, что эти элементы не только основа наших горных хребтов, но они зани­мают и центральное место в Менделеевской таблице.
Обратимся к тем металлам, которые мы называем тяжелы­ми и которые заполняют целое большое поле вправо от никеля и платины. Это медь и цинк, серебро и золото, свинец и висмут, ртуть и мышьяк. Разве только что мы не говорили о том, что эти металлы встречаются всегда вместе? Рудокоп их ищет в руд­ных жилах, прорезающих земную кору.
Теперь пойдемте налево от центра таблицы,— такое же поле намечается и в левой ее части. Это те хорошо нам знакомые металлы, которые образуют самоцветы,— соединения металлов бериллия и лития; это те редкие и сверхредкие элементы, кото­рые собираются в последних выжимках гранитных массивов в мощных пегматитах гранитных тел.
Пойдемте еще дальше влево и вправо по нашей таблице. Не забудем при этом, что длинные ее ряды смыкаются вместе в общую спираль и что крайние левые и правые группы сопри­касаются. Мы видим здесь хорошо нам знакомые элементы со­ляных месторождений: соляных озер, морей и океанов, мощных скоплений каменной соли. Это те элементы, которые образуют соли хлора, брома, иода, натрия, калия и кальция.
А вот посмотрите внимательнее на крайнюю правую верх­нюю часть таблицы,— вы здесь найдете основные элементы воздуха атмосферы — азот, кислород, водород, гелий и другие благородные газы. В крайнем левом верхнем углу — литий, бе­риллий и бор. Разве нам не напоминают они летучие части гра­нитных массивов, где образуются красивые самоцветные камни, розовые и зеленые турмалины, ярко-зеленые изумруды и фиоле­товые кунциты? Как видите, Менделеевская таблица сама под­сказывает те группы элементов, которые встречаются в при­роде,— она поистине служит компасом для поисков полезных металлов. И, чтобы подтвердить на примере приведенные зако­номерности, вспомним главные полезные ископаемые Ураль­ского хребта.
Уральский хребет рисуется перед нами как громадная Мен­делеевская таблица, положенная поперек простираний пород.
Ось хребта и таблицы приходится на тяжелые зеленые породы платиновых месторождений. В соляном поясе знаменитого Со­ликамска и в районах Эмбы — ее крайние группы.
Разве это не чудесное подтверждение глубочайших и самых отвлеченных идей? Я думаю, вы сами уже догадались, что в Менделеевской таблице элементы расположены не случайно, они расположены по сходству своих свойств. И чем ближе эле­менты друг к другу, тем ближе они стоят и в Менделеевской таблице.
То же самое и в природе. Не случайно разбросаны значки различных полезных ископаемых на наших геологических кар­тах. Не случайно встречаются вместе в природе осмий, иридий и платина или сурьма и мышьяк.
Те же законы сходства, химической близости атомов опре­деляют поведение элементов в земных недрах. И великая Мен­делеевская таблица действительно является самым важным орудием, при помощи которого человек открывает богатства недр, отыскивает полезные металлы и создает с их помощью свое хозяйство и промышленность!
Перенесемся в далекое прошлое Урала. Из глубин подни­маются расплавленные тяжелые магмы; они состоят из темных пород, богатых магнием и железом. К ним примешиваются ру­ды хрома, титана, кобальта, никеля; к ним присоединяются ме­таллы платиновой группы: рутений, радий, палладий, осмий, иридий и платина.
Так начался первый этап истории Урала, та глубинная цепь дунитовых и змеевиковых пород, которые составляют централь­ный остов Уральского хребта, протягивающийся на север до островов Арктики и погребенный на юге под ковыльными сте­пями Казахстана. На таблице Менделеева — это центральная часть.
В процессе разделения расплавов отделяются более легкие летучие вещества, и в сложной смене горных пород, из которых слагается современный Урал, в конце его вулканической дея­тельности кристаллизуются в глубинах светлые граниты. Это тот серый гранит, который так хорошо известен всем уральцам, особенно по восточному склону Урала. Белыми жилами прони­зывают гранит скопления чистого кварца, мощные пегматито­вые жилы врезаются своими ветвями в его наружные участки, проникая и в боковые породы. В этих процессах накапливают­ся летучие элементы — бор, фтор, литий, бериллий, редкие зем­ли — и образуются уральские самоцветы и руды редких ме­таллов. В периодической системе Менделеева — это левое поле таблицы.
Но как в это время, так и позднее поднимались кверху горя­чие растворы. Они выносят с собой тугоплавкие, подвижные, легкорастворимые соединения цинка, свинца, меди, сурьмы, мышьяка, с ними увлекаются также золото и серебро.
Длинной цепью по восточному склону Урала, тянутся эти рудные месторождения, то образуя большие скопления — лин­зы, то ветвящиеся жилы и кусты жил.
На таблице Менделеева — это правое поле рудных элементов.
Но вот окончилась вулканическая деятельность, прекрати­лись те сжатия, которые подняли Уральские хребты, перемещая их гребни с востока на запад, открывая то тут, то там выход вулканическим породам и горячим водам жил.
Начался длительный период разрушения. В течение сотен миллионов лет разрушались Уральские горы, размывались гор­ные породы. Все, что труднорастворимо, оставалось на месте, остальное переходило в раствор, уносилось водами, переноси­лось в моря и озера. Омывавшее с запада Урал великое перм­ское море накапливало в себе эти вещества. Море стало высы­хать, от него отделялись заливы, озера, лиманы, а соли сади­лись на дно.
Так скопились соли натрия, калия, магния, хлора, брома, бора и рубидия.
На таблице Менделеева — это верхние и левые клетки.
А там, где были горные вершины Урала, осталось лишь то, что не подчинилось химическому воздействию воды.
В тропическом климате мезозоя десятки миллионов лет росла кора из разрушенных горных пород. Железо, никель, хром и кобальт, собираясь в этой коре, образовали те богатые месторождения бурых железняков, которые положили начало промышленности никеля на Южном Урале.
В районах разрушения гранитов собирались кварцевые рос­сыпи, в них накапливались золото, вольфрам, самоцветы, со­храняясь и собираясь в шлихах и песках.
Так постепенно умирал Урал, одеваясь почвенным покро­вом, и лишь по временам к нему подходили нахлынувшие с востока воды, размывая его уже заросшие холмы и снова от­лагая по берегам марганцевые и железные руды.

Print Friendly

Это интересно: